1分鐘快速辨認 成大材料系團隊研發新冠病毒快篩

國立成功大學教授廖峻德(右起)率領研究生徐泓鉦、博後研究員李含、研究生劉芷雲,成功研發出新冠病毒快篩,只要1分鐘就能辨認。(成大提供/李宜傑臺南傳真)

成大材料系教授廖峻德團隊,研發新型新冠肺炎病毒快篩方式。(成大提供/李宜傑臺南傳真)

該技術於5月獲選爲科技部防疫科技發展計劃。(成大提供/李宜傑臺南傳真)

國立成功大學材料系教授廖峻德率團隊,以奈米陷阱概念,設計出捕捉病毒技術,即使只有1顆病毒也捉得到,且無須繁複核酸或抗原抗體檢測,僅測病毒外包膜化學結構,就能知曉是否爲目標病毒,同時搭配所開發的「熱區聚集試片」,進一步放大病毒訊號,1分鐘就能確定,該技術5月更獲選爲科技部防疫科技發展計劃,將投入新型冠狀病毒檢測試片開發。

科技部工程司於4月公開徵選防疫科技發展計劃,全國大專校院、研究機構等,針對檢疫、預防、治療、設施等面向,提出約500件計劃申請案,最終僅7件獲選。廖峻德教授團隊規畫半年內,建立新冠病毒各項圖譜資料庫,並完成檢疫設施、檢疫車等原型。

廖峻德表示,對材料領域來說,萬事萬物都是材料,人體組織、病毒、細胞皆是,他透露,申請科技部防疫科技發展計劃,目的在讓學生了解材料領域應用無所不包。

病毒極爲微小,約100奈米左右大小,廖峻德教授主持的生物醫學應用實驗室,早於2009至2012年,以「奈米抓奈米」爲構想,投入製作奈米陷阱捕捉病毒相關研究,並設計出多個奈米漏斗型孔洞試片,病毒掉入只能進不能出,即使只有1顆病毒也抓得到。

抓到的病毒,只須測病毒的外包膜化學結構,即可判定是何種病毒,也能辨識是活病毒、死病毒或是變異病毒。開發的試片已在H1N1禽流、SARS、流感等7種病毒研究上獲得驗證,並於2012年取得專利。

不過,團隊也考量,萬一病毒未如預期掉入試片上的孔洞等問題。2019年,廖峻德教授又率學生開發出全新的「熱區聚集試片」,透過雷射光照射試片,試片上的熱區若有目標病毒,光譜儀器的訊號就會增強、放大,透過奈米孔洞試片、熱區聚集試片同時檢測,1分鐘內就能確定。

目前檢測病毒,多采核酸檢測方式,藉由核酸定序及分子偵測技術,讀出病毒的核糖核酸,整個程序最快約4小時,而且,昂貴的設備也不能隨意遷移。廖峻德表示,自己帶領博後研究員李含、研究生徐泓鉦、劉芷雲、菲律賓博士生Jaya Sitjar,預定在半年內建立新冠病毒的拉曼光譜圖譜資料庫,奈米陷阱試片搭配熱區聚集試片,抓到的病毒,同步檢測病毒外包膜並與圖譜資料庫做比對,1分鐘內就快篩出新冠病毒。

爲了爭取快篩的最大效益,廖峻德團隊最終目標爲建立檢疫車,將檢疫車開到目的地提供服務,或是緊急建置快篩設備。新冠疫情全球蔓延,世界各國都擔心境外移入帶來威脅,若能在機場、港口建置檢疫設備,或將防疫車開來就近支援,把關會更有效率。團隊將在半年內設計出原型車、現場緊急設備原型,也期盼未來能獲得更多支持,真正落實實驗室的研究成果、防疫車等理念。